據中國鋼鐵新聞網2007年9月5日報道:自2005年12月16日熱負荷試車以來,不銹鋼煉鋼工序試生產運行平穩(wěn)。為保證不銹鋼正常生產。所用耐火材料必須高質量、低消耗,耐火材料的質量直接影響鋼水的質量,耐火材料綜合消耗(耐火材料產量與鋼產量之間的比值)的不斷降低,是耐火材料發(fā)展的重要標志。中間包是煉鋼生產流程的中間環(huán)節(jié)。而且是由間歇操作轉向連續(xù)操作的銜接點。中間包作為冶金反應器是提高鋼產量和質量的重要一環(huán)。無論對于連鑄操作的順利進行,還是對于保證鋼液品質符合需要,中間包的作用是不可忽視的。所以對酒鋼不銹鋼生產中間包用耐火材料做了一些調查。
中間包的功能
中間包是鋼水包和結晶器之間用于鋼水過度裝置,中間包承受連鑄鋼包流入的鋼水后起承上啟下的作用。連鑄中間包原為鋼水保溫用,主要目的是鋼水分配和整流。隨著中間包鋼水冷卻技術。鋼水再加熱技術、氬氣密封技術、氣體攪拌技術和清除鋼水中非金屬夾雜技術等的開發(fā)應用成功,連鑄中間包已成為鋼鐵冶煉過程中在最后階段最重要的精煉容器(爐),并向大型化發(fā)展。目前?梢栽谥虚g包內完成鋼水溫度的控制,微量合金元素的精確調整和改善夾雜物的鈣處理等,也稱中間包冶金。隨著對鋼的質量要求日益提高,相應地開發(fā)各種鋼包精煉技術,其目的都是為提高其純凈度,把鋼水處理“潔凈”。位于連鑄鋼包與結晶器之間的中間包,經過爐外精煉處理的鋼水。注入中間包后可以進一步凈化鋼水?傊虚g包的主要任務是:(1) 分流鋼水。對多流連鑄機通過將鋼水分配到各個結晶器;(2) 穩(wěn)流。降低鋼水靜壓力,保持中間包穩(wěn)定的鋼水液面,平穩(wěn)地把鋼水注入結晶器;(3) 貯存鋼水。在多爐連澆更換鋼包時,不減拉速,為多爐連澆創(chuàng)造條件;(4) 凈化鋼水。在較長的澆注時間內,使鋼水溫度基本不變,促使鋼水中夾雜物進一步上浮,防止鋼水和空氣接觸,避免吸氧、吸氮。
中間包結構
中間包一般由包體、包蓋、水口、塞棒等組成。包體的外殼一般用鋼板焊接而成,要求具有足夠的剛性,以便在高溫環(huán)境下承受澆鑄、搬運、清渣和翻包等操作時不變形。中間包內襯是耐火材料。中間包內設有擋墻結構,用于隔離來自鋼水包的鋼流對中間包內鋼液的擾動,使中間包內鋼液流動更合理。有利于夾雜物的分離和上浮。中間包蓋主要用于保溫。減少鋼液的散熱損失。
中間包結構參數主要是中問包的長度、寬度和容量。中間包的長度主要取決與于鑄坯流數和流問距,水口距包壁端部一般不小于200mm,有了這兩個尺寸便可決定中間包的長度、寬度。主要考慮鋼水注入位置與水口間的距離應利于鋼水的分配,并使鋼水在中間包內不形成死角。中間包容量一般是鋼水包的20%~40%。近年來有增大的趨勢,在多爐連澆時,中間包貯存的鋼水應能保證正常澆注5min。
按中間包的作用,其結構應滿足以下要求:力求散熱面積小,保溫性能好、外形簡單、便于砌磚、清包和澆注操作。水口的位置應符合鑄坯端面、流數的要求,在長期高溫作用下。結構穩(wěn)定可靠。
常用的中間包形狀和大小是由流出的鋼水流位置和流股數量決定的。多流連鑄機通常采用長條形中間包,矩形中問包僅適用于單流連鑄機。中間包容量的大小是由連鑄速度決定的,一般應略大些,以便更換鋼包時能繼續(xù)澆鑄。同時,要有足夠的靜壓頭,以保證鋼水穩(wěn)定流出,減少紊流和有利于非金屬夾雜物上浮。因此,中間包墻與底是傾斜的。
目前中間包容量在逐步增大。其容量增大的優(yōu)點如下:(1) 延長鋼水在包內停留時間,有利于夾雜物上浮。(2) 換包時不減拉速,保持中間包澆注穩(wěn)定,防止液面低于臨界值產生旋渦,將渣子卷入到結晶器。(3) 整個澆注過程中鋼液面穩(wěn)定,有利于操作順利進行。(4)中間包容量增大,有利于減少金屬損失,降低操作費用。大型中間鋼包更有利于生產潔凈鋼,產品表面和內部質量好。
中間包類型
按澆注鋼種冶煉方式和是否需烘烤等條件,中間包大體分為以下幾種類型:(1) 高溫中間包。為某一特定的冶金過程所設置采用鎂磚內襯預熱至1500℃左右。(2) 熱中間包,是常見的中間包,采用燒成磚或不燒磚或澆注料作內襯,澆注前預熱至800~1100℃。(3) 冷中間包,采用絕熱板作內襯,再澆注前不經預熱即可使用。
中間包用耐火材料
1 中間包襯用耐火材料所具備的條件
(1) 耐鋼水和熔渣的侵蝕,使用壽命長。(2) 具有良好的抗熱震性,與鋼水接觸時不炸裂。(3) 具有較低的熱傳導率和微小的熱膨脹性。使中間包襯有一定的保溫性和良好的整體性。(4) 在澆注過程中鋼水污染小,確保鋼水質量。(5) 內襯材質的形狀和結構要便于砌包和拆卸
2 中間包襯用耐火材料的發(fā)展
我國正大力發(fā)展高效連鑄技術。中間包冶金技術日益被重視。寶鋼1995年已開始實施有關中間包綜合耐火材料技術的開發(fā)應用。中間包鎂鈣質涂料、氧化鈣質過濾器、堿性三重堰、堿性中間包覆蓋劑等。已在連鑄生產中推廣使用。中間包綜合技術大大提高了中間包鋼水純凈度使鑄坯的總氧量下降22.6%。同時鑄坯中夾雜物數量、尺寸顯著降低。
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